DE1680029C3 - Safety framework for a motor vehicle - Google Patents
Safety framework for a motor vehicleInfo
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- DE1680029C3 DE1680029C3 DE1968D0055577 DED0055577A DE1680029C3 DE 1680029 C3 DE1680029 C3 DE 1680029C3 DE 1968D0055577 DE1968D0055577 DE 1968D0055577 DE D0055577 A DED0055577 A DE D0055577A DE 1680029 C3 DE1680029 C3 DE 1680029C3
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Description
Die Erfindung betrifft ein Sicherheitstragwerk für ein Kraftfahrzeug, das im Bereich des Fahrgastraumes verformungssteif und zur Aufnahme von Verformungsenergie im Bereich der vorderen und/oder hinteren Endteile verformungsweich ausgebildet ist, die an den Bereich des Fahrgastraumes anschließende Längsträger aufweisen, die in Längsrichtung geteilt sind.The invention relates to a safety support structure for a motor vehicle, which is located in the passenger compartment deformation-resistant and for absorbing deformation energy in the area of the front and / or rear End parts is designed to be deformable, the longitudinal members adjoining the area of the passenger compartment have that are divided in the longitudinal direction.
Es war bekannt (DE-PS 8 54 157) das Fahrgestell und den Aufbau eines Kraftfahrzeuges so zu bemessen, daß die Festigkeit im Bereich des Fahrgastraumes am größten ist und zu den Enden des Fahrzeugs hin stetig oder stufenweise abnimmt Bei der bekannten Bauart wurde das Fahrzeug in einer sogenannten Zellenbauweise hergestellt, wobei die Endzellen eine geringere Festigkeit als die Mittelzelle besitzen sollen. Dabei wird noch vorsehen (Fig. 4), daß die Endzellen in Rahmen unterteilt sind, die im Bereich der Querträger durch auf einen begrenzten Wert belastbare Verbindungsmittel miteinander verbunden sind. Durch die bekannte Bauart wird die Sicherheit der Fahrgäste wesentlich erhöht,It was known (DE-PS 8 54 157) to dimension the chassis and the structure of a motor vehicle so that the strength is greatest in the area of the passenger compartment and steadily towards the ends of the vehicle or gradually decreasing In the known design, the vehicle was in a so-called cell construction produced, the end cells should have a lower strength than the central cell. It will still provide (Fig. 4) that the end cells are divided into frames, which in the area of the cross member through a limited value resilient fasteners are connected to each other. Due to the well-known design the safety of the passengers is significantly increased,
jedoch bereitet es in der Praxis erhebliche Schwierigkeiten, vor allem die Endteile so auszubilden, daß in einem ausreichenden Maße und in einer definierten Höhe die bei Kollisionen vorhandene Energie vernichtet wird, während dennoch im normalen Fahrbetrieb eine ausreichende Festigkeit vorhanden isthowever, it is in practice considerable difficulties, especially the end parts so that in one the energy available in the event of a collision is destroyed to a sufficient extent and at a defined level, while there is still sufficient strength during normal driving
Es war auch bekannt (US-PS 30 44 822), einen Endteil eines Kraftfahrzeuges getrennt von dem Hauptteil des Fahrzeugs herzustellen und nachträglich anzubringen. Der Hauptteil des Fahrzeuges enthält alle funktionswesentlichen Teile, insbesondere den Motor und die Radaufhängungen. Der Endteil soll die Aufgabe haben, durch seine Demontage oder durch eine nachträgliche Montage eine gute Zugänglichkeit des Motorraums zu gewährleisten. Der Hauptteil weist zwei Längsträger auf, die sich nach vorne bis zu dem Fahrzeugende erstrecken und auf die der Endteil mit entsprechenden Aussparungen aufgesteckt ist. Bei dieser Bauart werden keine Maßnahmen getroffen, um die Verformbarkeit im Bereich des an den Fahrgastraum anschließenden TeilsIt was also known (US-PS 30 44 822) to separate an end part of a motor vehicle from the main part of the Manufacture the vehicle and attach it afterwards. The main part of the vehicle contains all the essential functions Parts, especially the engine and the wheel suspensions. The end part should have the task by dismantling it or retrofitting it, ensures good accessibility to the engine compartment guarantee. The main part has two side members that extend forward to the end of the vehicle extend and onto which the end part is plugged with corresponding recesses. With this type of construction no measures are taken to improve the deformability in the area of the part adjoining the passenger compartment
j5 zu erhöhen.increase j5.
Bei einer anderen bekannten Bauart (US-PS 28 96 735) enthält der vordere Endteil eines Fahrzeuges zwei nach vorne zur Fahrzeugmitte hin spitz zulaufende Träger, die in der Draufsicht mit einem hinteren Querträger ein Dreieck bilden. An den schräg liegenden Trägern sind außen Halter mittels abscherbaren Stiften befestigt, die die Radaufhängungen ebenso wie Abstützungen für eine vor dem Fahrzeug befindliche, geteilte Stoßstange aufnehmen. Die Halter sollen nach Zerstören der Scherstifte bei einem Unfall mittels Wälzlagern auf den schrägen Längsträgern gleiten. Durch diese Bauart wird kein wirkliches Sicherheitstragwerk geschaffen, da nur in sehr ungenügendem Maße überhaupt eine Energieaufnahme möglich ist. Energie wird nur bei dem Zerstören der Scherstifte aufgenommen, während danach die Halter mit den Rädern praktisch ohne nennenswerten Widerstand an dem Fahrzeugrahmen entlang gleiten.In another known type (US-PS 28 96 735) contains the front end portion of a vehicle two to the front of the vehicle center tapered carrier, which in the plan view with a rear Cross beams form a triangle. On the outside of the inclined girders there are holders by means of shearable pins attached, the suspension as well as supports for one in front of the vehicle, divided Pick up the bumper. After the shear pins have been destroyed in an accident, the holders should use roller bearings slide on the sloping side members. This type of construction does not create a real safety structure, since it is only possible to absorb energy to a very inadequate extent. Energy is only at the destruction of the shear pins added, while afterwards the holder with the wheels practically without slide appreciable resistance along the vehicle frame.
Es war auch bekannt (US-PS 29 97 325), eine Stoßstange eines Kraftfahrzeuges mit Federelementen an Längsträgern des Fahrzeuges zu befestigen, die sich bis in den Bereich des vorderen Fahrzeugendes erstrecken. Die Federelemente bestehen bei dieser Bauart aus teleskopartig ineinandergesteckten Teilen.It was also known (US-PS 29 97 325), a bumper of a motor vehicle with spring elements to be attached to the side members of the vehicle, which extend into the area of the front end of the vehicle extend. The spring elements consist of this type of telescopically nested parts.
Der innere Teil ist mit einer Druckfeder gegen einen Kolben abgestützt, der an dem äußeren Teil mit Scherstiften befestigt ist. Wenn bei dieser Bauart die Belastung zu groß wird, werden die Scherstifte des kolbenartigen Teils gebrochen, so daß dieser kolbenarti-The inner part is supported by a compression spring against a piston that is attached to the outer part Shear pins is attached. If the load is too great with this type of construction, the shear pins of the piston-like part broken, so that this piston-like
b5 ge Teil dann gegen ein in dem Teil befindliches Medium drückt, das über eine Drosselstelle nach außen abtransportiert wird. Diese Bauart bietet nur einen Schutz bei relativ leichten Unfällen, da nur relativb5 ge part then against a medium located in the part presses, which is transported to the outside via a throttle point. This design only offers one Protection in the event of relatively minor accidents, since only relatively
geringe Anteile der bei einem Unfall vorhandenen kinetischen Energie über die stoßdämpferartigen Halterungen vernichtet werden können.small proportions of the kinetic energy available in an accident via the shock absorber-type Brackets can be destroyed.
Es war auch bekannt (US-PS 28 37 176), eine Halterung für eine Stoßstange eines Fahrzeuges in Führungen von bis zum Fahrzeugende reichenden Längsträgern unterzubringen und mittels Scherstiften in ihrer Lage zu befestigen. Bei einem Unfall soll durch Abscheren der hintereinander angeordneten und unterschiedlich festen Scherstifte eine Energieaufnahme durchgeführt werden. Die Energieaufnahme ist nur relativ beschränkt möglich, so daß diese Bauart allenfalls (ähnlich wie die Bauart nach der US-PS 29 97 325) als Zusatzeinrichtung eingesetzt werden kann, die jedoch das Tragwerk eines Fahrzeuges noch nicht zu einem Sicherheitstragwerk werden läßtIt was also known (US-PS 28 37 176), a bracket for a bumper of a vehicle in To accommodate guides from side members reaching to the end of the vehicle and to insert them using shear pins to attach to their location. In the event of an accident, the and different fixed shear pins an energy absorption can be carried out. The energy intake is only possible to a relatively limited extent, so that this type of construction is at best (similar to the type according to the US-PS 29 97 325) can be used as an additional device, but still the supporting structure of a vehicle does not allow it to become a safety structure
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitstragwerk der eingangs genannten Art zu schaffen, das auch bei größeren Kollisionen eine definierte Art der Verformung vorschreibt und mit einer definierten Aufnahme der bei einem Unfall vorhandenen kinetischen Energie verbindet Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die durch nur von in Fahrtrichtung wirkenden Kräften zerstörbaren Befestigungsmittel verbundenen Teils der Längsträger jeweils teleskopartig in der Art von Kolben und Zylindern ausgebildet sind, die zwischen sich durch Zusammendrücken plastisch verformbare Mittel aufnehmen.The invention is based on the object of providing a safety support structure of the type mentioned at the beginning create, which prescribes a defined type of deformation even in the case of larger collisions and with a defined absorption of the existing kinetic energy in an accident connects this task solved by the fact that the fasteners can be destroyed by only forces acting in the direction of travel connected part of the longitudinal members each telescopic in the manner of pistons and cylinders are, which take up plastically deformable means by compression between them.
Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß einerseits die betriebsmäßig notwendige Festigkeit sicher gewährleistet werden kann, da sich die sogenannten Sollhruch-Befestigungsmittel relativ einfach so dimensionieren lassen, daß sie für den normalen Fahrbetrieb eine ausreichende Festigkeit besitzen. Im Falle einer Kollision werden sie zerstört, so daß dabei und vor allem danach eine definierte Energieaufnahme innerhalb der Endteile erfolgt, die mit einer vorgeschriebenen Art der Verformung verbunden istThis training achieves that on the one hand the operationally necessary strength can be guaranteed, since the so-called Sollhruch fastening means Can be relatively easily dimensioned so that they can be used for normal driving have sufficient strength. In the event of a collision, they are destroyed, so that there and before all thereafter a defined energy absorption takes place within the end parts, with a prescribed Type of deformation is connected
Zweckmäßigerweise können die Enden der Längsträger des oder der Endteile durch einen Querträger verbunden sein, der als Stoßfänger ausgebildet ist. Vorteilhaft können die Längsträger des oder der Endteile über annähernd vertikal verlaufende Träger an dem Fahrgastraum angeschlossen sein.The ends of the longitudinal members of the end part (s) can expediently be supported by a cross member be connected, which is designed as a bumper. The longitudinal members of the or the End parts can be connected to the passenger compartment via approximately vertically extending beams.
Eine baulich äußerst vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung erhält man, wenn ein Endteil vier Längsträger aufweist, die auf jeder Seite paarweise übereinander angeordnet sind. Dabei können vorteilhaft die vom Fahrgastraum abliegenden Zylinder oder Kolben der jeweils übereinanderliegenden Längsträger aus einem einzelnen, etwa U-förmigen Teil bestehen. Zur Aufnahme von Energie können innerhalb der Zylinder als plastisch verformbare Mittel an sich bekannte Tellerscheiben vorgesehen sein. Es ist auch möglich, als plastisch verformbares Mittel Schaumstoff vorzusehen.A structurally extremely advantageous embodiment of the invention is obtained when one end part has four Has longitudinal beams, which are arranged in pairs on each side one above the other. This can be beneficial the cylinders or pistons of the longitudinal members lying one above the other, facing away from the passenger compartment consist of a single, approximately U-shaped part. To absorb energy can within the Cylinders can be provided as plastically deformable means known per se cup washers. It is also possible to provide foam as a plastically deformable medium.
In baulich äußerst einfacher Weise können als zerstörbare Befestigungsmittel zwischen den Kolben und den Zylindern querliegende Scherschrauben vorgesehen sein. Bei derartigen Schrauben läßt sich die Größe der Scherkraft leicht bemessen und begrenzen. Zweclcmäßigerweise können d\° Zylinder und Kolben innerhalb der vorbestimmten Belastungsgrenze elastisch nachgiebig miteinander verbunden sein.In a structurally extremely simple manner, transverse shear bolts can be provided as destructible fastening means between the pistons and the cylinders. With screws of this type, the magnitude of the shear force can easily be measured and limited. Zweclcmäßigerweise be able d \ ° cylinders and pistons within the predetermined load limit resiliently connected together.
Um zu verhindern, daß schon bei leichten Kollisionen das Fahrwerk beschädigt wird, können die Fahrwerksteile an den am Fahrgastraum anschließenden Zylindern oder Kolben gelagert sein.To prevent even minor collisions the undercarriage is damaged, the undercarriage parts can be attached to the cylinders connected to the passenger compartment or pistons.
In der Zeichnung ist die Erfindung anhand von einigen Ausführungsformen beispielsweise dargestellt Es zeigtIn the drawing, the invention is shown by way of example with the aid of some embodiments It shows
F i g. 1 eine einfache Ausbildung eines erfindungsgemäßen Sicherheitstragwerkes,F i g. 1 a simple design of an inventive Safety structure,
F i g. 2 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf das Sicherheitstragwerk nach F i g. 1,F i g. FIG. 2 shows a partially sectioned plan view of the safety support structure according to FIG. 1,
Fig.3 eine weitere Ausführungsform eines erfindungi.jemäßen Sicherheitstragwerkes,3 shows a further embodiment of an according to the invention Safety structure,
Fig. 4 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf das Sicherheitstragwerk nach F i g. 3 undFig. 4 is a partially sectioned plan view of the Safety structure according to FIG. 3 and
F i g. 5 eine Einzelheit der Verbindung der Teile des Sicherheitstragwerkes nach den F i g. 1 und 2 oder 3 und 4.F i g. 5 shows a detail of the connection of the parts of the safety structure according to FIGS. 1 and 2 or 3 and 4th
Das Sicherheitstragwerk nach F i g. 1 besteht aus dem in nicht näher dargestellter Weise verformungssteif ausgebildeten Fahrgastraum 1 und dem daran anschließenden, zur Aufnahme von Verformungsenergie ausgebildeten Endteil. Als Endteil dienen zwei Längsträger 2, die an vertikale, an der Spritzwand des Fahrgaitraumes 1 angeordneten Träger 3 angeschlossen und an ihrem Ende mittels eines Querträgers 4 verbunden sind. Die Längsträger bestehen aus zwei Teilen, die in der Art von einem Kolben 5 und einem Zylinder 6 ausgebildet sind. Die Verbindung der beiden Teile erfolgt über zwei Scherschrauben 7, die als sogenannte Sollbruch-Befestigungsmittel dienen, indem ihre übertragbare Scherkraft auf einen bestimmten Wert begrenzt ist Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Kolben 5 an den vertikalen Trägern 3 an dem Fahrgastraum 1 angeschlossen, während die beiden Zylinder 6 nach vorne bzw. nach hinten ragen.The safety structure according to FIG. 1 consists of the passenger compartment 1, which is designed to be deformation-resistant in a manner not shown, and the adjoining end part designed to absorb deformation energy. Two longitudinal beams 2, which are connected to vertical beams 3 arranged on the bulkhead of the Fahrgaitraum 1 and connected at their end by means of a transverse beam 4, serve as the end part. The longitudinal members consist of two parts which are designed in the manner of a piston 5 and a cylinder 6. The connection of the two parts is made via two shear bolts 7, which serve as so-called predetermined breaking fastening means, in that their transferable shear force is limited to a certain value Cylinder 6 protrude forwards or backwards.
Innerhalb der Zylinder 6 ist ein energieverzehrendes plastisch verformbares Mittel 8, beispielsweise Schaumstoff, angeordnet das im Falle einer Kollision nach Zerstörung der Scherschrauben 7 zum Einsatz kommt, wenn sich die Zylinder 6 über die Kolben 5 schieben. Dabei wird von dem plastisch verformbaren Mittel 8 in den Zylindern 6 Energie von einer definierten Größe absorbiert.Inside the cylinder 6 is an energy-absorbing, plastically deformable means 8, for example foam, arranged to be used in the event of a collision after the shear bolts 7 have been destroyed, when the cylinders 6 slide over the pistons 5. The plastically deformable means 8 in the cylinders 6 absorbs energy of a defined size.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 bestehen die Endteile, die ebenfalls über vertikale Längsträger 3 an den Fahrgastraum 1 angeschlossen sind, aus vier Längsträgern 3, die paarweise übereinander angeordnet sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Zylinder 10 an die vertikalen Träger 3 angeschlossen und mit nach vorne bzw. nach hinten ragenden Kolben 11 versehen. Die Kolben 11 zweier übereinanderliegender Zylinder 10 bestehen aus einem etwa U-förmigen Teil 12. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Querträger 13 vorgesehen, der die Längsträger 9 miteinander verbindet und in vorteilhafter Weise einen Stoßfänger darstellt. Innerhalb der Zylinder 10 können energieverzehrende plastisch verformbare Mittel 14 wie Schaumstoff (obere Hälfte der Fig.4) oder an sich bekannte Deformationsglieder wie Tellerscheiben 15 (untere Hälfte der Fig.4) angeordnet sein. Die Verbindung der Kolben und Zylinder erfolgt ebenfalls durch sogenannte Sollbruch-Befestigungsmittel, die auch bei diesem Ausführungsbeispiel aus Scherschrauben 16 bestehen können. Um zu verhindern, daß bei leichten Kollisionen, bei denen die Scherschrauben 16 zerstört werden, schon das Fahrwerk beschädigt wird, werden zweckmäßigerweise die Lagerstellen 17 der kadschwingen und die Lagerstellen der Lenkungsteile an den jeweils dem Fahrgastraum 1 zugewendeten Teilen, in dem Ausführungsbeispiel den Zylindern 10 vorgesehen. Demgegenüber ist es ohne weiteresIn the embodiment according to FIG. 3 consist of the end parts, which also have vertical longitudinal members 3 are connected to the passenger compartment 1, from four longitudinal beams 3, which are arranged in pairs one above the other are. In this embodiment, the cylinders 10 are connected to the vertical support 3 and with provided piston 11 protruding to the front or to the rear. The piston 11 of two superimposed Cylinder 10 consist of an approximately U-shaped part 12. In this embodiment, too, is a Cross member 13 is provided, which connects the longitudinal members 9 to one another and advantageously one Represents bumper. Energy-absorbing, plastically deformable means 14 such as Foam (upper half of FIG. 4) or deformation members known per se, such as plate washers 15 (lower half of Fig.4) be arranged. The piston and cylinder are also connected by so-called predetermined breaking fastening means, which in this embodiment also consist of shear bolts 16 can exist. In order to prevent minor collisions in which the shear bolts 16 are destroyed, even the chassis is damaged, the bearings 17 are expediently the Kadschwingen and the bearing points of the steering parts on the one facing the passenger compartment 1 Parts, in the exemplary embodiment the cylinders 10 are provided. In contrast, it is straightforward
möglich, an den vorderen Kolben 11 z. B. den Motor aufzuhängen.possible to the front piston 11 z. B. the engine hang up.
In F i g. 5 ist in größerem Maßstab die Verbindung der beiden Teile 5 und 6 mittels Scherschrauben dargestellt. Sie bestehen aus einer Schraube 7, die zur Begrenzung der Scherkraft mit Eindrehungen 18 versehen sind. Um zu erreichen, daß diese Schrauben 7 nur auf Scherkraft beansprucht werden, sind in die Bohrungen des Zylinders 6 Ringscheiben 19 eingesetzt, an die sich Scherbüchsen 20 anschließen. Gleichzeitig kann eineIn Fig. 5 is on a larger scale the connection of the two parts 5 and 6 shown by means of shear bolts. They consist of a screw 7, which is used to limit the shear force are provided with grooves 18. To achieve that these screws 7 only on shear force are claimed, 6 annular disks 19 are used in the bores of the cylinder, to which Connect shear sleeves 20. At the same time, a
elastische Lagerung zwischen Kolben 5 und Zylinder < erzielt werden, so daß die Scherbüchsen 20 als innen Lagerteile von Gummilagern 21 dienen, die mit ihrei äußeren Lagerteilen 22 in den Zylindern 6 gehalten sind Um eine möglichst großflächige Belastung der energie verzehrenden plastisch verformbaren Mittel 8 innerhall der Zylinder 6 zu erzielen, können auf die aus zwe Blechpreßteilen bestehenden Kolben 5 Platten 2. aufgesetzt sein, die annähernd dem Innendurchmesse der Zylinder 6 entsprechen.elastic storage between piston 5 and cylinder <can be achieved so that the shear bushes 20 serve as inner bearing parts of rubber bearings 21, which are held with their outer bearing parts 22 in the cylinders 6 in order to maximize the load on the energy-consuming plastically deformable means 8 inside the To achieve cylinder 6, 5 plates 2 can be placed on the piston 5, which consists of two pressed sheet metal parts and which approximately correspond to the inner diameter of the cylinder 6.
Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OF | Willingness to grant licences before publication of examined application | ||
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |